README.md

I2C control PWM generater for servo. (緑豆壱拾仇號)

GreenPAK用のデザインデータです。
I2Cで模型用サーボを最大8個制御することができます。（サーボ用PWMを最大8ch生成）
同時にGPOを追加することもできます。
SLG46826V(STQFN) または SLG46826G(TSSOP) に対応しています。

機能

• I2Cアドレスで最大8つのPWMを発生可能
• PWM 8chに加え、2つのGPO（汎用出力端子）が利用可能
• PWMに使わない端子をGPI（汎用入力端子）として利用可能
• 本デバイスをI2Cバスに8個ぶら下げて、最大64個の模型用サーボが制御可能（理論値）

本デザインの使用イメージ

ピンアサイン

STQFN Pin #	TSSOP Pin #	機能名	IO	内蔵抵抗	SLG46826端子名	機能
1	20	VDD			VDD	2.3V～5.5V
2	19	GPO0	O	-	IO0	General-purpose output 0
3	18	CE	I	PU10k	IO1	Chip enable (active High)
4	17	SLA0	I	PU10k	IO2	I2C target address 0
5	16	SLA1	I	PD10k	IO3	I2C target address 1
6	15	SLA2	I	PD10k	IO4	I2C target address 2
7	14	GPO1	O	-	IO5	General-purpose output 1
8	13	SCL	I	-	SCL	SCL for SLG46826
9	12	SDA	I/O	-	SDA	SDA for SLG46826
10	11	INT	O	-	IO6	Interrupt flag output
11	10	GND			GND	GND
12	9	PWM0	O	-	IO7	PWM output 0
13	8	PWM1/GPI1	I/O	PD100k	IO8	PWM output 1 or general-purpose input 1
14	7	VDD2			VDD2	2.3V～5.5V, VDD2≦VDD
15	6	PWM2/GPI2	I/O	PD100k	IO9	PWM output 2 or general-purpose input 2
16	5	PWM3/GPI3	I/O	PD100k	IO10	PWM output 3 or general-purpose input 3
17	4	PWM4/GPI4	I/O	PD100k	IO11	PWM output 4 or general-purpose input 4
18	3	PWM5/GPI5	I/O	PD100k	IO12	PWM output 5 or general-purpose input 5
19	2	PWM6/GPI6	I/O	PD100k	IO13	PWM output 6 or general-purpose input 6
20	1	PWM7/GPI7	I/O	PD100k	IO14	PWM output 7 or general-purpose input 7

内蔵抵抗

各端子の内蔵抵抗を有効にしてありますので、外付けプルアップ／プルダウン抵抗を省略できます。
(不要な場合や値を変更したい場合などは設計ツールでI/Oのプロパティを書き換えてください)
記号はおおよその抵抗値を表しており、値は以下の通りです。

• PD10k Pull-down 10k ohm
• PD100k Pull-down 100k ohm
• PU10k Pull-up 10k ohm
• PU100k Pull-up 100k ohm

I2Cアドレスの選択

I2Cアドレスの選択は、端子SLA2,SLA1,SLA0で行います。
端子SLA2～0をHighまたはLowとすることで使用するI2Cアドレスを選択することができます。
端子SLA2～0とI2Cアドレスの対応は下表の通りです。
I2Cアドレスの下位2ビットを0または1にすることで、設定用(configuration)レジスタにアクセスすることができます。
下位2ビットを2または3としたアドレスは回路書換用に予約されていますので、不用意にアクセスを行わないでください。
※I2Cアドレスの最上位1ビットは固定です。変更するには設計ツールでI2Cのプロパティを書き換えてください。

SLA2	SLA1	SLA0	binary	I2C address	comment
open	open	open	00010xx	0x08 0x09~0x0B	for configuration reserved
Low	Low	Low	00000xx	0x01 0x02~0x03	for configuration reserved
Low	Low	High	00010xx	0x08 0x09~0x0B	for configuration reserved
Low	High	Low	00100xx	0x10 0x11~0x13	for configuration reserved
Low	High	High	00110xx	0x18 0x18~0x1B	for configuration reserved
High	Low	Low	01000xx	0x20 0x21~0x23	for configuration reserved
High	Low	High	01010xx	0x28 0x29~0x2B	for configuration reserved
High	High	Low	01100xx	0x30 0x31~0x33	for configuration reserved
High	High	High	01110xx	0x38 0x38~0x3B	for configuration reserved

設定レジスタ

レジスタ一覧を下記に示します。

address	W/R	default	bit	Definition
0x00	W	0x3E	[7:0]	Interrupt flag(INT) reset 0x3E→0x00 or 0x00→0x3E toggle for reset
0x74	R	--	[7]	PIO1 input value 0:Low, 1:High
			[6:0]	Reserved
0x75	R	--	[7:6]	Reserved
			[5]	PIO7 input value 0:Low, 1:High
			[4]	PIO6 input value 0:Low, 1:High
			[3]	PIO5 input value 0:Low, 1:High
			[2]	PIO4 input value 0:Low, 1:High
			[1]	PIO3 input value 0:Low, 1:High
			[0]	PIO2 input value 0:Low, 1:High
0x7A	W	0x00	[7]	PWM7 control, 1:ON, 0:OFF(PIO7 input & Pull down)
			[6]	PWM6 control, 1:ON, 0:OFF(PIO6 input & Pull down)
			[5]	PWM5 control, 1:ON, 0:OFF(PIO5 input & Pull down)
			[4]	PWM4 control, 1:ON, 0:OFF(PIO4 input & Pull down)
			[3]	PWM3 control, 1:ON, 0:OFF(PIO3 input & Pull down)
			[2]	PWM2 control, 1:ON, 0:OFF(PIO2 input & Pull down)
			[1]	PWM1 control, 1:ON, 0:OFF(PIO1 input & Pull down)
			[0]	PWM0 control, 1:ON, 0:OFF(INT outut)
0x7C	W	0x7C	[7:0]	on time of PWM0
0xAA	W	0x7C	[7:0]	on time of PWM1
0xAF	W	0x7C	[7:0]	on time of PWM2
0xB3	W	0x7C	[7:0]	on time of PWM3
0xB8	W	0x7C	[7:0]	on time of PWM4
0cBC	W	0x7C	[7:0]	on time of PWM5
0xC1	W	0x7C	[7:0]	on time of PWM6
0xC6	W	0x7C	[7:0]	on time of PWM7
0xC7	W	0x0C	[7:4]	Reserved (0)
			[3:2]	GPO1 control 2:output Low, 3: output High
			[1:0]	GPO0 control 2:output Low, 3: output High

PWMとGPIの切り替え

PWM1～PWM7は汎用入力として使用することができます。設定はアドレス0x7Aで行います。
1を設定するとPWM出力、0を設定するとPWM停止です。（デフォルトは0）
PWMを使わない時は0のままとすることで、端子の状態をアドレス0x74またはアドレス0x75からリードすることができます。

PWMのパルス幅

パルス幅は、0.49ms～2.48msの間を8bit分解能で設定することができます。 High期間（H[ms])は次式で計算した値をアドレス0x7C～0ｘC6のPWM0～PWM7に対応するレジスタに設定します。
設定値＝(H-0.469)*128-2

参考設定値

Servo	angle	time	value
SG90	-90	0.50	0x02
	0	1.45	0x7C
	90	2.40	0xF5
FT90B	-90	0.70	0x1C
	0	1.50	0x82
	90	2.30	0xE8
MG92B	-80	0.50	0x02
	0	1.45	0x7C
	80	2.40	0xF5
FS90	-max	0.50	0x02
(rotation Servo)	stop	1.50	0x82
	max	2.48	0xFF

PWMの周期

PWMの周期は、20.625ms固定です。

設計データ

「GreenPAK6 Designer」で
I2C2PWM.gp6
を開き、SLG46826Vに焼いてください。
プルアップ／プルダウン抵抗、ドライブ能力などは設計ツールでお好きに変更して下さい。
SLG46826G に焼く場合は、File-Project info で Packageを「TSSOP-20」に変更してください。

免責事項

当方は、利用者に対して、このデザインおよびこの資料（以下、本デザイン等）に関する当方または第三者が有する著作権、特許権、商標権、意匠権及びその他の知的財産権をライセンスするものではありませんし、本デザイン等の内容についていかなる保証をするものでもありません。また当方は、本デザイン等を用いて行う一切の行為について何ら責任を負うものではありません。本デザイン等の情報の利用、内容によって、利用者にいかなる損害、被害が生じても、当方は一切の責任を負いません。ご自身の責任においてご利用いただきますようお願いいたします。

Author

GitHub/AoiSaya
Twitter ID @La_zlo